具有出色抗水能力的半導體器件的製作方法
2023-09-15 02:16:20 2
專利名稱：具有出色抗水能力的半導體器件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體器件的結構；更具體地說，涉及不透水的壁的結構(這些壁在下文中稱為密封環)，這些壁被作為單個單元而提供，其穿過提供在半導體襯底上的每個層間介電膜，且提供在半導體晶片的外圍，以密封半導體晶片的內部部分。
背景技術：
在製造半導體器件的工藝中，在晶片狀態中進行規定的過程後，晶片被切割成晶片大小，以獲得每個半導體晶片。在半導體器件製造中的主要問題是防止空氣中的水分或在切割中防止水分滲過切割晶片的橫截面而降低了內部器件的性能。
為了實現該目的，常用的方法是晶片的外圍被一種通常稱為密封環的金屬圖形覆蓋。作為這種密封環的金屬層一般在形成晶片的內部布線圖形的同時形成。在現有技術中，這種類型的密封環2由包圍晶片外圍的簡單矩形圖形形成，如圖1所示。因此，密封環2形成有從晶片的角落上向外突出的尖角落形狀(作為示例，參考公開號為2000-150429的日本專利申請的第3-5頁和圖3。
通常，當該晶片暴露到熱循環中時，壓力傾向於集中在晶片的角落上，因此，晶片的角落容易發生斷裂。此時，在密封環2被形成為上述簡單矩形形狀的半導體晶片中，在密封環2內部的區域內的角落上可能會發生斷裂。在這種情況中，水分可能從斷裂部分進入晶片內部，且不能有效獲得用於防止水分滲入的密封環2的功能。
作為用於抑制出現這種問題的結構，常見的一個示例是密封環2在角落上相對於晶片的每一側擴展45°，如圖2所示。通過這種布置方式，密封環2在角落上比矩形圖形更向內部放置。因而，這種結構提供了一定的效果，使針對由於在晶片的角落上發生斷裂而導致水分滲入晶片內部的抗水能力有所提高。
採用多個密封環類似於獲得了抑制由於發生斷裂而喪失密封環的功能的效果。
但是，為了擴展能夠被有效使用的晶片區，優選地，密封環儘可能地向外面放置。在如上所述的密封環在角落上簡單地向內放置的密封環結構中，為了防止在角落上發生斷裂，密封環在非角落的區域內也必須更多地朝晶片的內部放置。因而限制了能夠被有效使用的晶片區。
進而，如果考慮到在角落上發生斷裂的頻率和滲入的深度，那麼在一些情況中簡單地增加密封環的個數的結構並不能成為防止斷裂的有效措施。確切地說，由於介電膜自身上的水分吸收程度、低機械強度和對布線金屬的低粘附性，採用最近幾年在高集成電路中使用且具有低介電常數的層間介電膜的半導體器件需要有更牢固的密封環。
發明內容
本發明的一個目標是提供一種帶有密封環結構的半導體器件，其中密封環結構能夠提高針對角落上的斷裂的抗水能力。
本發明的另一目標是提供一種帶有密封環結構的半導體器件，密封環結構可以提高帶有高集成電路的半導體器件內的抗水能力，其中高集成電路採用具有低介電常數的介電膜。
用於實現這些目標的本發明的半導體器件是向密封環添加在角落上向內延伸的直線部分的結構，其中，密封環通常是由簡單的矩形平面圖形形成包圍半導體器件的外圍區的形狀，因此平面圖形還包含有在角落上的小矩形平面圖形。儘管在熱循環期間由於壓力而導致發生斷裂，在半導體器件的角落上斷裂相對較深地延伸到內部區域中，但這種結構防止了密封環的整體損壞，因而，能夠減少出現整體喪失由密封環所構成的密封的功能的情況。
此外，根據本發明的另一實施例的半導體器件，密封環帶有平面圖形，其中，在非角落的外圍區域內，半導體器件的內部部分由n(n是等於或大於1的整數)組的直線部分與外部隔離，在角落上，內部部分由(n+1)或更多組的直線部分與外部隔離。以這種方式在角落上增加用於把內部部分與外部隔離的密封環的個數能夠大大降低在角落上發生斷裂的可能性，在角落上容易發生斷裂且會導致喪失由密封環所構成的密封的功能。
因此，特別在使用具有低介電常數的膜作為介電膜的時候和即使在容易發生斷裂的角落上，藉助由密封環所實現的密封的功能，本發明能夠防止介電膜對水分的吸收，從而防止了由於對水分的吸收而導致器件變壞，其中，具有低介電常數的膜的特徵是高水分吸收和低機械強度。
參考示出了本發明的示例的附圖，下面的描述將使本發明的上述和其它目標、特性和優點變得清楚明了。
圖1是示出了作為現有技術的一個示例的半導體器件的密封環的結構的平面圖；圖2是示出了作為現有技術的另一示例的半導體器件的密封環的結構的平面圖；圖3是本發明的實施例的半導體器件的平面圖；圖4是圖3中的半導體器件的一個角落的放大圖；
圖5是沿圖4中的B-B′線切開的剖面圖；以及圖6是沿圖4中的A-A′線切開的剖面圖。
具體實施例方式
如圖3所示，在本發明的半導體器件中，在中心區域內形成電路單元11且放置包圍電路單元11的外圍的密封環12。
在半導體器件中，如圖5和6所示，在矽襯底13上相繼層疊包含元件的介電膜14、第一布線層介電膜15、第一通路介電膜16和第二布線層介電膜17。電路單元11由形成在這些介電膜中的每一個裡面的元件、布線和通路(未在圖中示出)組成。
形成的密封環12穿過這些介電膜中的每一個且由與用在布線內的金屬相同的金屬組成，其中，布線形成在這些介電膜中的每一個裡面。這些密封環12能夠以與布線圖形形成方法類似的方法而形成，且與形成半導體器件的布線圖形同時形成。
密封環12的平面圖形是這樣的圖形在沿半導體器件的外圍的三個同心組內形成矩形圖形，其進行延伸，以密封器件的內部區域。以矩形形式延伸的密封環12的每個直線部分的寬是1μm且每個直線部分之間的距離是2μm。
如圖4所詳細示出，在半導體器件的角落上的密封環12的平面圖形還包含有向內延伸的直線部分。這些向內延伸的直線部分和沿外圍延伸的直線部分在角落上形成小矩形圖形。密封環12的平面圖形在角落上向內延伸的直線部分也形成有三組。因此，半導體器件的內部部分由在半導體器件的角落上的最少四個和最多六個的密封環12與外部隔離。
根據上述本發明的密封環12的結構，不僅增加了密封環12的個數，還在角落上形成了向內延伸的密封環12，其中，角落是最容易由於壓力而發生斷裂的區域。因而，能夠大大降低由於斷裂而導致喪失密封環的功能的可能性。
雖然已使用了具體術語對本發明的優選實施例進行描述，但是這種描述只是作為示例性的，且應當理解，在不脫離所附權利要求書的精神或範圍的情況下，可以作出改變和修改。
權利要求
1.一種半導體器件，包含形成在襯底上的多層介電膜；形成在所述半導體器件的內部部分中的所述介電膜內的電路單元；以及不透水的壁，其穿過所述介電膜中的每一個，密封其裡面形成有所述電路單元的內部部分，以及作為一個單元形成在所述半導體器件的外圍上；其中，所述壁包含在所述半導體器件的角落的平面矩形圖形，所述平面矩形圖形包含沿外圍延伸的直線部分和向內延伸的直線部分。
2.如權利要求1所述的半導體器件，其中所述壁帶有密封所述半導體器件的內部部分且至少具有三重結構的平面圖形。
3.一種半導體器件，包含形成在襯底上的多層介電膜；形成在所述半導體器件的內部部分中的所述介電膜內的電路單元；以及不透水的壁，其穿過所述介電膜中的每一個，密封其裡面形成有所述電路單元的內部部分，以及作為一個單元形成在所述半導體器件的外圍上；其中，所述壁帶有平面圖形，在所述半導體器件的非角落的外圍區域內，平面圖形用至少n(n是等於或大於1的整數)組的直線部分包圍所述內部部分且把其與外部隔離；以及在角落上，平面圖形用至少(n+1)組的直線部分把所述內部部分與外部隔離。
4.如權利要求3所述的半導體器件，其中所述壁帶有密封所述內部部分且至少具有三重結構的平面圖形。
全文摘要
在半導體器件中，在內部部分中形成電路單元且在外圍上形成密封內部部分且由金屬層的壁組成的密封環。在角落上，密封環除了包含沿外圍延伸的直線部分還包含向內延伸的直線部分，從而密封環形成為在每個角落上具有小矩形平面圖形的平面圖形。
文檔編號H01L21/822GK1519902SQ20041000354
公開日2004年8月11日 申請日期2004年1月29日 優先權日2003年1月30日
發明者松本明, 深瀨匡, 井口學, 小室雅宏, 宏 申請人:恩益禧電子股份有限公司